PROGRAM CWICZEŃ Z BIOCHEMII DLA STUDENTÓW STUDIÓW NIESTACJONARNYCH KIERUNEK FIZJOTERAPIA

Transkrypt

1 PROGRAM CWICZEŃ Z BIOCHEMII DLA STUDENTÓW STUDIÓW NIESTACJONARNYCH KIERUNEK FIZJOTERAPIA Ćwicz.1 Repetytorium z zakresu podstawowych wiadomości z chemii nieorganicznej Badanie kwasowości wskazanych roztworów. Bufory krwi. Dysocjacja elektrolityczna, stopień dysocjacji, stała dysocjacji, iloczyn jonowy wody. Elektrolity mocne i słabe. Dysocjacja kwasów, zasad i soli, ph. Bufory, mechanizm działania buforów. Jony obojnacze. Roztwory właściwe, koloidalne i zawiesiny. Węglowodory nasycone, nienasycone i aromatyczne. Grupy funkcyjne w związkach organicznych. Alkohole, fenole, aldehydy, ketony, kwasy organiczne (hydroksykwasy, ketokwasy, kwasy wielokarboksylowe, bezwodniki kwasowe). Własności chemiczne wymienionych związków. Reakcje utleniania i redukcji w chemii organicznej. Reakcje dekarboksylacji. Estry kwasów organicznych i nieorganicznych. Tioestry: Aminy, amidy i aminokwasy. Ćwicz.2 Reakcje charakterystyczne białek i aminokwasów. Enzymy badanie własności wybranych enzymów. Jony obojnacze aminokwasów. Punkt izoelektryczny. Wiązanie peptydowe. Peptydy, białka. Struktura przestrzenna białek. Przemiany amonokwasów: dekarboksylacja, transaminacja, oksydacyjna dezaminacja aminokwasów. Cykl mocznikowy - bilans energetyczny cyklu i lokalizacja komórkowa. Równowaga chemiczna, stała równowagi. Szybkość reakcji chemicznej. Kataliza i katalizatory. Reakcje utleniania i redukcji. Enzymy jako biokatalizatory. Wpływ enzymów na energię aktywacji i stałą równowagi reakcji. Mechanizm oddziaływania enzymu z substratem. Równanie reakcji enzymatycznej. Kinetyka reakcji enzymatycznej Michaelisa-Menten. Wpływ stężenia enzymu, temperatury i ph na szybkość reakcji enzymatycznej. Enzymy regulatorowe (allosteryczne). Klasyfikacja enzymów. Witaminy jako koenzymy. Ćwicz. 3 Cukry - reakcje charakterystyczne cukrowców Izomeria cukrów, ketozy aldozy (przykład), struktury cykliczne (piranozy, furanozy), izomeria ( ). Wiązanie glikozydowe. Polisacharydy zapasowe (skrobia, glikogen, ich budowa). Enzymy rozkładające wiązanie glikozydowe. Dwa tory rozkładu glikogenu (trawienny i endogenny). Glikoliza beztlenowa - lokalizacja w komórce. Fosforylacja na poziomie substratu w glikolizie. Przemiana pirogronianu - tlenowa, beztlenowa. Bilans energetyczny glikolizy beztlenowej i tlenowej. Cykl Cori. Cykl pentozofosforanów, jego lokalizacja komórkowa i znaczenie. Glukoneogeneza, lokalizacja komórkowa cyklu. Cykl Krebsa (substraty, ilość CO 2, bilans energetyczny. Fosforylacja na poziomie substratu w cyklu Krebsa, łańcuch oddechowy, lokalizacja komórkowa cyklu, zasady organizacji przemian w łańcuchu oddechowym, fosforylacja oksydacyjna.

2 Ćwicz. 4 Tłuszcze - badanie własności tłuszczowców. Hormony. Trawienie tłuszczy. Enzymy lipolityczne. Lipoproteiny. Mobilizacja tłuszczów z komórek tłuszczowych. oksydacja, etapy cyklu, koenzymy. Bilans energetyczny oksydacji (jeden obrót cyklu oraz pełny bilans degradacji kwasu palmitynowego C16, stearynowego C18, mirystynowego C14, arachidonowego C20). Różnice pomiędzy oksydacją a biosyntezą (lokalizacja, enzymy, koenzymy). Ciała ketonowe. Ćwicz. 5 Metabolizm wysiłkowy ATP jako nośnik energii. Fosforany wysokoenergetyczne. Fosfageny. Energetyka skurczu mięśnia. Reakcja kinazy adenylowej. Mechanizm resyntezy ATP. Losy pirogronianu w mięśniu. Substraty energetyczne wykorzystywane do produkcji energii w mięśniu szkieletowym w zależności od intensywności pracy mięśniowej. Zmiany strukturalne i metaboliczne wywołane pod wpływem treningu (szybkościowego lub wytrzymałościowego). Ćwicz. 6 Sprawdzian pisemny

3 Studia niestacjonarne kierunek fizjoterapia ĆWICZENIE nr 1 REPETYTORIUM Z ZAKRESU PODSTAWOWYCH WIADOMOŚCI Z CHEMII NIEORGANICZNEJ 1. Podstawowe pojęcia Dysocjacja elektrolityczna, stopień dysocjacji, stała dysocjacji, iloczyn jonowy wody. Elektrolity mocne i słabe. Dysocjacja kwasów, zasad i soli, ph. Bufory, mechanizm działania buforów. Reakcje utleniania i redukcji. Roztwory właściwe, koloidalne i zawiesiny. Węglowodory nasycone, nienasycone i aromatyczne. Grupy funkcyjne. Alkohole, fenole, aldehydy, ketony, kwasy organiczne (hydroksykwasy, ketokwasy, kwasy wielokarboksylowe, bezwodniki kwasowe). Własności chemiczne wymienionych związków. Estry kwasów organicznych i nieorganicznych. Tioestry: Aminy, amidy i aminokwasy. 1. BADANIE KWASOWOŚCI WSKAZANYCH ROZTWORÓW Oznaczyć przy użyciu pehametru odczyn: wody destylowanej buforu fosforanowego Porównanie własności buforujących wody destylowanej, buforu fosforanowego Do zlewki z wodą destylowaną dodawać kroplami 1N roztwóor HCl, a następnie 1N NaOH-obserwując przy tym zmiany ph. Powtórzyć pomiar z buforme fosforanowym zamiast wody destylowanej BUFORY KRWI 1) Węglanowy NaHCO 3 dysocjuje w środowisku wodnym NaHCO 3 Na + + HCO 3 H 2 CO 3 dysocjuje wg schematu H 2 CO 3 H + + HCO 3 Jony H + powstałe w procesach metabolicznych reagują z jonami HCO 3 pochodzącymi z dysocjacji soli: H + + HCO 3 H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 powstaje słabo zdysocjowany kwas do płuc Jeżeli w ustroju pojawiają się jony OH to reagują z protonami H + pochodzącymi z dysocjacji kwasu węglowego: H + + OH - H 2 O (woda jest w bardzo małym stopniu zdysocjowana) 2) Fosforanowy KH 2 PO 4 w środowisku wodnym KH 2 PO 4 K + + H 2 PO 4 Na 2 HPO 4 dysocjują całkowicie Na 2 HPO 4 2 Na + + HPO 4 2 Jony H + powstałe w organizmie reagują z HPO 4 2 : HPO H + H 2 PO 4 Jony OH reagują z H 2 PO 4 : jon wydalany przez nerki

4 H 2 PO 4 + OH H 2 O + HPO 4 2 3) Białczanowy (białko/białczany - ) Białko w zależności od ph środowiska może występować w różnych postaciach: jako jon dodatni ( kation przy ph < ph punktu izoelek.), ujemny (anion przy ph > ph i ) i obojnaczy (obojętny przy ph = ph i ) NH 3 + COOH NH 3 + COO NH 2 COO NH COOH NH 3 COO NH 2 COO - białko białko białko NH 3 + COOH NH 3 + COO NH 2 COO - Gdy wzrasta stężenie jonów H +, to reagują one z grupami COO i NH 2 wiążąc wolny H + Gdy wzrasta stężenie jonów OH, to reagują one z grupami COOH i NH 3 +, które oddając jon H + tworzą cząsteczkę wody. 4) Hemoglobinowy Hemoglobina jest najważniejszym układem buforującym wśród białek - wynika to z faktu, że stanowi ona prawie 3/4 całkowitego białka krwi. Hemoglobina ma charakter kwaśny z powodu przewagi grup kwasowych hemu nad grupami zasadowymi globiny - stąd hemoglobina posiada zdolność wiązania zasad. Kwaśność hemoglobiny zależy od stopnia utlenowania. Oksyhemoglobina (hemoglobina utlenowana) jest mocniejszym kwasem niż hemoglobina odtlenowana. Wynika to z porównania stałych dysocjacji, które wynoszą dla HbO 2 2,4 x 10-7 (pka=6,95) a 6,6 x 10-9 dla hemoglobiny wolnej (pka=8,25). Wynika stąd, że Hb utlenowana (HbO2) jest razy silniejszym kwasem od Hb. Zatem hemoglobina utlenowana niechętnie będzie przyjmowała jony H +, natomiast po oddaniu tlenu tkankom reaguje z H + wytwarzanymi w tych tkankach. Połączenie się grupy hemowej Hb z O 2 sprzyja dysocjacji protonów z części globinowej, zaś wiązanie H + przez globinę sprzyja oddawaniu tlenu przez grupę hemową. Ta właściwość hemoglobiny ma podstawowe znaczenie dla transportu tlenu z płuc do tkanek i dwutlenku węgla z tkanek do płuc. płuca: O 2 + H Hb + HCO 3 tkanki: HbO 2 + CO 2 + H 2 O HbO 2 + H 2 O + CO 2 wydalany przez płuca H Hb + HCO 3 + O 2 do utleniania biologicznego (łańcuch oddechowy) W układzie otwartym (ciągły dopływ CO 2 z tkanek i stałe wydalanie CO 2 przez płuca) pojemność buforowa krwi wynosi 76,8 mmoli na jedną jednostkę ph, z czego 55,2 mmoli przypada na bufor wodorowęglanowy (~`72% ogólnej pojemności buforującej w układzie otwartym). Przez wzmożenie wentylacji płuc pojemność buforująca krwi może zwiększyć się o dalsze 41,6 mmoli na jedną jednostkę ph [F. Kokot Gospodarka wodno-elektrolitowa i kwasowo-zasadowa w stanach fizjologii i patologii ] Ogólnoustrojowa pojemność buforująca wynosi średnio 14 mmoli/jednostkę ph/kg m.c. W tym 10% uwarunkowane jest układami buforującymi krwi, 51% - układami buforującymi tkanek, a 39 % -wentylacją płuc.

5 Studia niestacjonarne kierunek fizjoterapia ĆWICZENIE nr 2 AMINOKWASY I BIAŁKA ENZYMY Część teoretyczna: Jony obojnacze aminokwasów. Punkt izoelektryczny. Wiązanie peptydowe. Peptydy, białka. Struktura przestrzenna białek. Przemiany amonokwasów: dekarboksylacja, transaminacja, oksydacyjna dezaminacja aminokwasów. Cykl mocznikowy - bilans energetyczny cyklu i lokalizacja komórkowa. Równowaga chemiczna, stała równowagi. Szybkość reakcji chemicznej. Enzymy jako biokatalizatory. Wpływ enzymów na energię aktywacji i stałą równowagi reakcji. Mechanizm odziaływania enzymu z substratem. Równaie reakcji enzymatycznej. Kinetyka reakcji emzymatyczenj Michaelisa-Menten. Wpływ stężenia enzymu, temperatury i ph na szybkość reakcji enzymatycznej. Enzymy regulatorowe (allosteryczne). Klasyfikacja enzymów. Witaminy jako koenzymy. Część praktyczna BIAŁKA I AMINOKWASY 1) Wykrywanie aminokwasów - REAKCJA NINHYDRYNOWA Wszystkie aminokwasy charakteryzują się obecnością dwóch zdolnych do reagowania grup funkcyjnych: - grupy karboksylowej ( COOH) i pierwszorzędowej grupy aminowej ( NH 2 ). Aminokwasy ulegają pod wpływem ninhydryny dekarboksylacji i utlenieniu, przy czym wydziela się amoniak i dwutlenek węgla, zaś ninhydryna ulega redukcji. Następnie zredukowana cząsteczka ninhydryny tworzy z drugą niezredukowaną cząstką ninhydryny i dwiema cząsteczkami amoniaku barwne, fiołkowo-niebieskie połączenie. Prolina i hydroksyprolina dają produkty o barwie żółtej. Roztwory białek barwią się również z ninhydryną, jednak intensywność barwy jest mała. odmierzyć do jednej probówki około 1 ml roztworu glicyny, do drugiej 1 ml roztworu proliny do obu próbówek dodać kilka kropel roztworu ninhydryny ogrzewać probówki przez trzy minuty w łaźni wodnej zaobserwować powstałe zabarwienie 2) Wykrywanie białek - REAKCJA BIURETOWA Jest to reakcja charakterystyczna dla związków posiadających wiązanie peptydowe: peptydów i białek. Nazwa reakcji wywodzi się od najprostszego dającego ją związku: biuretu posiadającego ugrupowanie CO NH, powstałego z mocznika. Z wiązaniami tego typu jony miedziowe (Cu 2+ ) tworzą w środowisku zasadowym kompleksy o barwie fioletowej. Jony miedziowe tworzą również barwne kompleksy z wolnymi aminokwasami, jednakże ich barwa ma inny odcień (niebieski) i jest znacznie mniej intensywna. Reakcję tę wykorzystuje się do ilościowego oznaczania białka. odmierzyć do jednej probówki 1 ml roztworu białka, do drugiej 1 ml roztworu biuretu (uzyskanego w wyniku stopienia kilku kryształków mocznika i rozpuszczeniu go w wodzie i do trzeciej 1 ml 0,9% NaCl dodać do wszystkich prób po około 2 ml odczynnika biuretowego zaobserwować powstałe zabarwienie

6 3) DENATURACJA BIAŁEK Denaturacja występuje wówczas, gdy pod wpływem czynników fizycznych lub chemicznych zdeformowaniu lub zniszczeniu ulega struktura drugo-, trzecio- lub czwartorzędowa. Denaturację białek można spowodować przez ogrzanie roztworu do wrzenia (koagulacja cieplna), działanie jonami metali ciężkich (na przykład ołowiu, srebra, rtęci), działaniem kwasami nieorganicznymi (np. kwasem nadchlorowym) lub organicznymi (np. kwasem trójchlorooctowym, sulfosalicylowym, pikrynowym). Rozpuszczalniki organiczne działające odwadniająco (np. etanol czy aceton) oraz sole nieorganiczne (np. siarczan amonu czy magnezu) będą powodowały wytrącanie się białek. Zjawisko to wykorzystuje się do frakcjonowania białek z roztworów zawierających mieszaninę różnych białek. odmierzyć do trzech próbówek po 1 ml roztworu białka dodać do pierwszej probówki: 1 ml etanolu do drugiej: 1 ml 10% kwasu trójchlorooctowego (TCA) następnie do każdej z próbówek dodać po około 10 ml wody destylowanej zaobserwować zachowanie się białka pod wpływem dodanych odczynników i pod wpływem dodanej wody. 4) Wyznaczanie punktu izoelektrycznego białek (demonstracja) Przygotować 8 suchych próbówek. Po 1-szej odmierzyć 3,2 ml 1 M roztworu kwasu octowego i 6,8 ml wody destylowanej, do następnych 7-miu - po 5 ml wody. Po dokładnym wymieszaniu zawartości w próbówce 1-szej, przenieść z niej 5 ml do drugiej, a z tej z kolei, też po wymieszaniu - 5 ml do trzeciej itd. Do każdej próbówki dodać po 1 ml roztworu kazeiny (5 g/l białka w 0,1 M roztworze octanu sodowego) i wymieszać. Obserwować roztwory natychmiast po zmieszaniu i po 15 minutach inkubacji. Wynik wpisać do tabelki: Nr próbówki ilość ml 1M kw. octow ph roztworu Zmętnienie Osad ENZYMY A. Hydroliza enzymatyczna skrobi przez amylazę ślinową. Amylaza należy do enzymów hydrolitycznych (hydrolaz) biorących udział w trawieniu skrobi poprzez rozkład wiązań glikozydowych typu 1 4. Pod wpływem tego enzymu skrobia hydrolizuje stopniowo, poprzez kolejne dekstryny, do maltozy. umieścić w zagłębieniach dwóch płytek porcelanowych po 2-3 krople płynu Lugola (roztwór jodu w jodku potasu) wypłukać dokładnie usta około 10 ml ciepłej wody destylowanej i wypluć do czystej zlewki. Roztwór zawierający enzym podzielić na dwie porcje - jedną z tych porcji zagotować.

7 odmierzyć do dwóch probówek po 5 ml 1% świeżo sporządzonego roztworu skrobi do pierwszej probówki dodać 2 ml roztworu śliny a do drugiej 2 ml ugotowanego roztworu śliny, obie probówki umieścić w łaźni wodnej o temperaturze 37 o C natychmiast po rozpoczęciu inkubacji, a następnie w odstępach dwuminutowych pobierać po jednej kropli mieszaniny inkubacyjnej, którą należy umieścić w kolejnych zagłębieniach płytek porcelanowych z płynem Lugola obserwować zmianę barwy kompleksu skrobi z jodem w miarę postępu hydrolizy wyjaśnić przyczyny obserwowanych różnic w przebiegu reakcji. B. Oksydoreduktazy - katalaza. Jest jednym z najbardziej aktywnych enzymów w organizmie. Występuje w wątrobie, krwinkach czerwonych i białych, w nerkach, nie występuje natomiast w surowicy krwi. Pod wpływem tego enzymu następuje rozkład nadtlenku wodoru do tlenu i wody: 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Do probówki zawierającej około 5 ml wody destylowanej dodać 2-3 krople krwi. Po całkowitym zhemolizowaniu dodać kilka kropel wody utlenionej i obserwować reakcję.

8 Studia niestacjonarne kierunek fizjoterapia ĆWICZENIE nr 3 CUKRY Część teoretyczna Izomeria cukrów, ketozy aldozy (przykład), struktury cykliczne (piranozy, furanozy), izomeria ( ). Wiązanie glikozydowe. Polisacharydy zapasowe (skrobia, glikogen, ich budowa). Enzymy rozkładające wiązanie glikozydowe. Dwa tory rozkładu glikogenu (trawienny i endogenny). Glikoliza beztlenowa lokalizacja w komórce. Fosforylacja na poziomie substratu w glikolizie. Przemiana pirogronianu tlenowa, beztlenowa. Bilans energetyczny glikolizy beztlenowej i tlenowej. Cykl Cori. Cykl pentozofosforanów, jego lokalizacja komórkowa i znaczenie. Glukoneogeneza, lokalizacja komórkowa cyklu. Cykl Krebsa (substraty, ilość CO 2, Bilans energetyczny. Fosforylacja na poziomie substratu w cyklu Krebsa, łańcuch oddechowy, lokalizacja komórkowa cyklu, zasady organizacji przemian w łańcuchu oddechowym. Część praktyczna A. WŁASNOŚCI REDUKUJĄCE CUKRÓW a) Próba Bendedicta Obecność w cząsteczce cukru wolnej grupy karbonylowej (aldehydowej lub ketonowej) nadaje mu własności redukujące. Reakcja Benedicta pozwala na odróżnienie cukrów redukujących od nieredukujących na podstawie redukcji jonów miedziowych (Cu 2 ) do miedziawych (Cu + ) w środowisku zasadowym. W reakcji tej w obecności cukru redukującego pojawia się ceglastoczerwony osad tlenku miedziawego (Cu 2 O). odmierzyć do dwóch probówek po 1 ml roztworu: do pierwszej glukozy, do drugiej skrobi do każdej próby dodać 2,5 ml odczynnika Benedicta i kilka kropel roztworu NaOH ogrzewać probówki przez kilka minut we wrzącej łaźni wodnej zaobserwować zmiany i wyciągnąć wnioski dotyczące charakteru badanych cukrów Demonstracja: Wykonać powtórnie próbę z glukozą, dodając w miejsce NaOH, 2 ml roztworu 1N HCl porównać wyniki prób i wyciągnąć wnioski odnośnie trwałości struktur cyklicznych cukrów w środowisku kwaśnym i zasadowym b)próba z błękitem metylenowym Do probówki zawierającej 2 ml 1% roztworu cukru (glukoza) dodać kilka kropel 0,1% błękitu metylenowego i kilka kropel 5% roztworu NaOH, ogrzewać i obserwować zmianę barwy. Następnie roztwór ochłodzić pod bieżącą wodą i obserwować zmianę barwy. Cukier redukujący przeprowadza barwnik (błękit metylenowy) z postaci utlenionej (niebieskiej) w zredukowaną (bezbarwną leukozwiązku). W wyniku kontaktu z powietrzem następuje ponowne utlenienie zredukowanego barwnika i pojawienie się niebieskiego zabarwienia. Demonstracja: Wykonać reakcję kontrolną bez dodawania roztworu NaOH. Wyciągnąć wnioski z przeprowadzonych obserwacji.

9 B. ODRÓŻNIANIE KETOZ OD ALDOZ a) reakcja Seliwanowa Pod działaniem rozcieńczonego kwasu solnego ketozy przekształcają się znacznie szybciej niż aldozy w pochodne furfuralowe dające z rezorcynolem produkty kondensacji o intensywnej barwie łososiowo-czerwonej. odmierzyć do dwóch probówek po 1 ml: do pierwszej glukozy, do drugiej - fruktozy dodać do obu probówek po 1 ml odczynnika Seliwanowa ogrzewać przez kilka minut we wrzącej łaźni wodnej zaobserwować powstałe zabarwienie i wyciągnąć wnioski dotyczące natury badanych cukrów. C. ODRÓŻNIANIE PENTOZ OD HEKSOZ a) reakcja Biala W obecności soli żelazowych furfural powstały w wyniku odwodnienia pentozy pod wpływem kwasu solnego dają z orcyną kompleksy o barwie zielonej. Do 2 ml 0,2% roztworu orcyny w 20% kwasie silnym dodać kroplę 1% roztworu FeCl 3 oraz 0,5 ml roztworu cukru (pentozy lub heksozy). Uwaga: Zachować podane proporcje objętości roztworów cukru i orcyny. Obie probówki wstawić do wrzącej łaźni wodnej. Zaobserwować w obecności którego cukru występuje zmiana barwy.

10 Studia niestacjonarne kierunek fizjoterapia ĆWICZENIE nr 4 TŁUSZCZE I ICH METABOLIZM, HORMONY I. TŁUSZCZE Część teoretyczna: Trawienie tłuszczów. Enzymy lipolityczne. Lipoproteiny.Mobilizacja Tłuszczów z komórek tłuszczowych. -oksydacja, etapy cyklu,koenzymy. Bilans energetyczny oksydacji (jeden obrót cyklu oraz pełny bilans degradacji kwasu palmitynowego C16, stearynowego C18, mirystynowego C14, arachidonowego C20). Różnice pomiędzy oksydacją a biosyntezą (lokalizacja, enzymy, koenzymy). Ciała ketonowe. Część praktyczna Wykrywanie składników tłuszczowców Tłuszcze właściwe (albo proste) są mieszaninami różnych estrów glicerolu z wyższymi kwasami tłuszczowymi, typu trójglicerydów. Glicerol wykrywa się wykorzystując jego zdolność do tworzenia, w środowisku zasadowym, kompleksu o głęboko niebieskiej barwie.. a) wykrywanie glicerolu -umieścić w próbówce kroplę glicerolu, -dodać 3 ml 5% etanolowego roztworu NaOH, -dodać 0,5 l nasyconego roztworu siarczanu miedziowego CuSO 4, -wykonać próbę kontrolną z wodą destylowaną zamiast glicerolu, -porównać wyniki reakcji. b) Wykazanie obecności podwójnych wiązań w nienasyconych kwasach tłuszczowych Jako składniki tych trójglicerydów występują wyłącznie kwasy tłuszczowe o parzystej liczbie atomów węgla (najczęściej C 16 i C 18 ) zarówno nasycone jak i nienasycone (zawierające podwójne wiązania). Nienasycone kwasy tłuszczowe zdolne są przyłączać w miejscach podwójnego wiązania: - chlorowców np. chlor, brom lub jod z utworzeniem chlorowcopochodnych: - wodór, w wyniku czego tworzy się nasycony kwas tłuszczowy, - tlenu, z czym połączony jest rozpad kwasu tłuszczowego na dwa fragmenty. W tym ostatnim przypadku czynnikiem utleniającym może być KMnO 4. - wodę, w wyniku czego powstaje hydroksykwas. -do próbówki zawierającej kilka kropel oliwy dodać 5 ml 1 molowego roztworu Na 2 CO 3, -zawartość próbówki lekko ogrzać i wstrząsając dodawać kroplami 0,01 molowy roztwór KMnO 4 aż do pojawienia się nieznikającego różowego zabarwienia, -wyciągnąć wnioski dotyczące zaobserwowanego zachowania się badanego tłuszczu. c) Wykrywanie cholesterolu próba Salkowskiego do 2 suchych próbówek wlać odpowiednio około 2 ml chloroformowego roztworu cholesterolu i tłuszczu zwierzęcego lub roślinnego, następnie oba roztwory podwarstwić stężonym kwasem siarkowym. W obecności cholesterolu na granicy warstw tworzy się pierścień barwy czerwonej. Kwas siarkowy znajdujący się na dnie naczynia wykazuje zieloną fluorescencję.

11 II. HORMONY Część teoretyczna: Podział hormonów ze względu na ich budowę chemiczną. Mechanizm hormonalnego oddziaływania glukagonu i hormonów katecholowych na metabolizm glikogenu. Cykliczny AMP i jego rola w regulacji hormonalnej. Mechanizm działania hormonów steroidowych. Mechanizm działania insuliny. Część praktyczna a. Oznaczanie adrenaliny Aktywna praca mięśni lub stan gotowości do pracy prowadzi do uwalniania adrenaliny, hormonu rdzenia nadnercza, który silnie stymuluje rozpad glikogenu w mięśniach i w mniejszym stopniu w wątrobie. Wątroba silniej reaguje na glukagon, hormon produkowany w trzustce (w komórkach wysp Langerhansa) wydzielany, gdy poziom cukru we krwi spada. Odmiennie niż adrenalina, glukagon nie ma wpływu na fosforolizę glikogenu mięśniowego. Adrenalina (podobnie jak glukagon) jest hormonem antagonistycznym do insuliny wytwarzanej przez komórki wysp trzustkowych, której sekrecja wzrasta w odpowiedzi na podwyższenie poziomu cukru we krwi. W oznaczaniu adrenaliny wykorzystuje się fakt, że hormon ten zawierający w swej budowie pierścień katecholowy (pirokatechiny) reaguje z chlorkiem żelazowym FeCl 3 dając produkt o barwie ciemno zielonej. -umieścić w jednej próbówce 1 ml roztworu adrenaliny, a w drugiej - 1 ml wody destylowanej -do obu próbówek dodać po 1 kropli roztworu FeCl 3 -zaobserwować zabarwienie powstałe w obu próbówkach -do obu prób dodać kilka kropel 10% roztworu NaOH -zaobserwować zmianę barwy.

12 Studia niestacjonarne kierunek fizjoterapia ĆWICZENIE nr 5 METABOLIZM WYSIŁKOWY Część teoretyczna ATP jako nośnik energii. Fosforany wysokoenergetyczne. Fosfageny. Energetyka skurczu mięśnia. Reakcja kinazy adenylowej. Mechanizm resyntezy ATP. Losy pirogronianu w mięśniu. Substarty energetyczne wykorzystywane do produkcji energii w mięśniu szkieletowym w zależności od Intensywności pracy mięśniowej. Zmiany strukturalne i metaboliczne wywołane pod wpływem treningu (szybkościowego lub wytrzymałościowego). Część praktyczna 1. Oznaczanie kreatyniny Kreatyna jest syntezowana w wątrobie z trzech aminokwasów: glicyny, argininy i metioniny. Około 98% kreatyny ustrojowej występuje w mięśniach, głównie w postaci połączenia z kwasem fosforowym (fosfokreatyna). Rozszczepienie tego związku przy udziale kinazy fosfokreatynowej dostarcza energii potrzebnej do resyntezy ATP (energii niezbędnej do skurczu mięśnia); resynteza fosfokreatyny odbywa się dzięki energii uwalnianej z ATP. Kreatyna jest wydalana w moczu ludzi dorosłych w postaci bezwodnika zwanego kreatyniną powstającego w wyniku nieodwracalnego i nieenzymatycznego odszczepienia od fosfokreatyny cząsteczki wody i nieorganicznego fosforanu. Kreatynina tworzy z kwasem pikrynowym w środowisku zasadowym (próba Jaffego) czerwono zabarwiony pikrynian kreatyniny. do 1 ml roztworu kreatyniny dodać kilka kropli kwasu pikrynowego i 2N NaOH. Wymieszać i odstawić na 15 minut w obecności kreatyniny roztwór barwi się na pomarańczowo 3. Wykrywanie białek, cukru i ciał ketonowych w moczu a) wykrywanie białka W moczu fizjologicznym nie stwierdza się obecności białka. Pojawienie się białka w moczu (proteinuria) jest objawem zwiększonej przepuszczalności kłębków nerkowych lub zmniejszonej readsorpcji w kanalikach proksymalnych występującej w warunkach patologicznych (zespół nerczycowy, dysfunkcja kanalików proksymalnych) lub fizjologicznych (długotrwały intensywny wysiłek fizyczny). Zdenaturowane, pod wpływem kwasu, białko ulega wytrąceniu. Dostrzegalne zmętnienie powstaje przy stężeniu białka 1,5 mg%. do 1 ml moczu dodać 2 krople 10% kwasu sulfosalicylowego. Pojawienie się osadu lub zmętnienia świadczy o obecności białka

13 b) wykrywanie glukozy W moczu fizjologicznym obecności glukozy nie stwierdza się. Glukoza ulega przesączeniu w kłębkach nerkowych w ilości proporcjonalnej do jej stężenia w osoczu krwi. W wyniku readsorpcji w kanalikach nerkowych stężenie glukozy w moczu jest niskie (rzędu 0,1 do 1 mmol/l) pod warunkiem, że stężenie glukozy w osoczu krwi nie przekracza 11 mmol/l (200 mg/dl). Glukozuria jest najczęściej objawem pdwyższonego stężenia glukozy w osoczu krwi ( > 200 mg/dl), gdy ładunek sączącej się glukozy przekracza możliwości transportowe kanalików nerkowych (tzw. próg nerkowy). Ma to miejsce w cukrzycy. Glukoza redukuje kationy miedziowe Cu 2+ do miedziawych Cu +. Wytrąca się czerwony osad tlenku miedziawego. do probówki zawierającej 3 ml odczynnika Benedicta dodać 1 ml moczu. Wstawić na 5 minut do wrzącej łaźni wodnej. Wyjąć próbkę, oziębić. Wytrąca się ceglasty osad. c) wykrywanie ciał ketonowych Związki ( ciała ) ketonowe powstają w przypadku zaburzenia przemiany kwasów tłuszczowych. Pod pojęciem ciał ketonowych rozumie się 3 blisko spokrewnione ze sobą związki: kwas acetooctowy, aceton i kwas -hydroksymasłowy. Ilość ciał ketonowych występujących normalnie w ustroju w bardzo małych ilościach ulega znacznemu zwiększeniu głównie w cukrzycy, w głodzeniu i przy diecie wysokotłuszczowej. Nasilona ketogeneza ma miejsce również w wysiłku fizycznym o charakterze wytrzymałościowym, gdy głównym substratem energetycznym są tłuszcze. W moczu kwas acetooctowy i aceton występują zawsze razem. Kwas -hydroksymasłowy pojawia się w moczu w stanach ciężkiej kwsicy. Ciała ketonowe wykrywa się w próbie Legala: Każdy mocz z nitroprusydkiem po zalkalizowaniu daje czerwone zabarwienie pochodzące od kreatyny. W obecności acetonu lub kwasu acetooctowego zabarwienie to pogłębia się i przechodzi w wiśniowe po dodaniu kwasu octowego. Jeżeli ciał ketonowych brak, czerwone zabarwienie znika po dodaniu kwasu octowego i przechodzi w żółtozielone. do około 5 ml moczu dodać 0,5 ml 1% roztworu nitroprusydku i 0,5 ml 10% NaOH obserwować zmianę zabarwienia po dodaniu 1 ml kwasu octowego lodowatego Przy dużej ilości acetonu, oprócz silnej wiśniowej barwy, zaznacza się wyraźna nieprzejrzystość próby badanej.